جسيمات متناهية الصغر

الجسيمات متناهية الصغر ( UFPs ) هي جسيمات نانوية الحجم ( قطرها أقل من 0.1 ميكرومتر أو 100 نانومتر ). ^{[ 1 ]} لا توجد لوائح تنظم هذه الفئة من جسيمات تلوث الهواء المحيط ، وهي أصغر بكثير من فئتي الجسيمات PM10 و _PM2.5 الخاضعتين للتنظيم ، ويُعتقد أن لها آثارًا صحية أكثر خطورة من تلك الفئات الأكبر حجمًا لكل وحدة كتلة. ^{[ 2 ]} على الرغم من أنها لا تزال غير خاضعة للتنظيم بشكل كبير، فقد نشرت منظمة الصحة العالمية بيانات حول أفضل الممارسات المتعلقة بقياس الجسيمات _{متناهية الصغر.} ^{[ 3 ]}

تُصنّف الجسيمات فائقة الدقة (UFPs) إلى قسمين رئيسيين: جسيمات كربونية وجسيمات معدنية، ويمكن تقسيمها بدورها إلى قسمين فرعيين حسب خصائصها المغناطيسية. يُمكّن المجهر الإلكتروني وظروف المختبر الفيزيائية الخاصة العلماء من رصد مورفولوجيا هذه الجسيمات. ^{[ 1 ]} يُمكن قياس الجسيمات فائقة الدقة المحمولة جوًا باستخدام عداد جسيمات التكثيف ، حيث تُخلط الجسيمات ببخار الكحول ثم تُبرّد، مما يسمح للبخار بالتكثف حولها، وبعد ذلك تُحصى باستخدام ماسح ضوئي. ^{[ 4 ]} تُصنّع الجسيمات فائقة الدقة وتوجد طبيعيًا. تُشكّل هذه الجسيمات المكوّن الرئيسي للجسيمات العالقة في الهواء من حيث العدد، على الرغم من أنها تُساهم بشكل ضئيل في الكتلة. ونظرًا لكثرتها وقدرتها على اختراق الرئة بعمق، تُعدّ الجسيمات فائقة الدقة مصدر قلق بالغ فيما يتعلق بالتعرض التنفسي والصحة. ^{[ 5 ]}

تُصنّع الجسيمات فائقة الدقة (UFPs) وتوجد طبيعيًا أيضًا. ومن مصادرها الطبيعية الشائعة الحمم البركانية الساخنة ، ورذاذ المحيط ، والدخان، بالإضافة إلى تكوّن الغازات في الهواء. ويمكن تصنيعها عمدًا على شكل جسيمات دقيقة لتلبية احتياجات تطبيقات واسعة في كل من الطب والتكنولوجيا. كما تُعدّ الجسيمات فائقة الدقة الأخرى نواتج ثانوية، مثل الانبعاثات، من عمليات محددة، أو تفاعلات احتراق، أو معدات مثل حبر الطابعات وعوادم السيارات . ^{[ 6 ] [ 7 ]} وتشمل المصادر البشرية المنشأ للجسيمات فائقة الدقة احتراق الغاز أو الفحم أو الهيدروكربونات، وحرق الكتلة الحيوية (مثل الحرق الزراعي، وحرائق الغابات، والتخلص من النفايات)، وحركة المرور والانبعاثات الصناعية، وتآكل الإطارات الناتج عن فرامل السيارات، وحركة الطيران، والموانئ، والنقل البحري، والبناء، والهدم، والترميم، ومعالجة الخرسانة ، ومواقد الحطب المنزلية، والحرق في الهواء الطلق ، ودخان المطابخ والسجائر. ^{[ ٨ ]} في عام ٢٠١٤، كشفت دراسة لجودة الهواء أن الجسيمات الدقيقة الضارة المنبعثة من عمليات الإقلاع والهبوط في مطار لوس أنجلوس الدولي أكبر بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. ^{[ ٩ ]} هناك مصادر داخلية متعددة تشمل، على سبيل المثال لا الحصر، طابعات الليزر ، وأجهزة الفاكس ، وآلات التصوير ، وتقشير الحمضيات ، والطهي ، ودخان التبغ ، وتسرب الهواء الخارجي الملوث، وشقوق المداخن ، والمكانس الكهربائية . ^{[ ٤ ]}   

تُستخدم الجسيمات فائقة الدقة (UFPs) في تطبيقات متنوعة في المجالين الطبي والتكنولوجي. فهي تُستخدم في التصوير التشخيصي، وأنظمة توصيل الأدوية المبتكرة التي تشمل استهداف الجهاز الدوري، أو اختراق الحاجز الدموي الدماغي، على سبيل المثال لا الحصر. ^{[ 10 ]} تتمتع بعض الجسيمات فائقة الدقة، مثل الهياكل النانوية القائمة على الفضة ، بخصائص مضادة للميكروبات تُستغل في التئام الجروح وطلاء الأجهزة الداخلية، من بين استخدامات أخرى، للوقاية من العدوى. ^{[ 11 ]} في مجال التكنولوجيا، تُستخدم الجسيمات فائقة الدقة القائمة على الكربون في العديد من تطبيقات الحواسيب. ويشمل ذلك استخدام الجرافين وأنابيب الكربون النانوية في المكونات الإلكترونية، بالإضافة إلى مكونات الحواسيب والدوائر الإلكترونية الأخرى. تتميز بعض الجسيمات فائقة الدقة بخصائص مشابهة للغازات أو السوائل، وهي مفيدة في المساحيق أو مواد التشحيم . ^{[ 12 ]}

يُعدّ الاستنشاق المصدر الرئيسي للتعرض للجسيمات فائقة الدقة. ونظرًا لصغر حجمها، تُعتبر هذه الجسيمات قابلة للاستنشاق. وعلى عكس سلوك الجسيمات الدقيقة PM10 وPM2.5 المستنشقة _، تترسب _{الجسيمات} فائقة الدقة في الرئتين، ^{[ 13 ]} حيث تتمتع بالقدرة على اختراق الأنسجة والدخول في النسيج الخلالي ، أو الامتصاص المباشر في مجرى الدم، وبالتالي يصعب إزالتها من الجسم وقد يكون لها تأثير فوري. ^{[ 2 ]} قد يُسبب التعرض لهذه الجسيمات، حتى وإن لم تكن مكوناتها شديدة السمية، إجهادًا تأكسديًا ، ^{[ 14 ]} وإطلاق وسائط التهابية، وقد يُؤدي إلى أمراض القلب والرئة وغيرها من التأثيرات الجهازية. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} لا تزال الآلية الدقيقة التي يُؤدي من خلالها التعرض لهذه الجسيمات إلى تأثيرات صحية غير واضحة، ولكن قد يكون لتأثيرها على ضغط الدم دور في ذلك. أُفيد مؤخرًا أن الجسيمات فائقة الدقة (UFP) مرتبطة بارتفاع ضغط الدم لدى أطفال المدارس، حيث تُحدث الجسيمات الأصغر حجمًا التأثير الأكبر. ^{[ 19 ]} ووفقًا للأبحاث، فإن الرضع الذين تعرضت أمهاتهم لمستويات أعلى من الجسيمات فائقة الدقة أثناء الحمل هم أكثر عرضة للإصابة بالربو. ^{[ 20 ]}

توجد مجموعة من حالات التعرض البشري المحتملة، تشمل التعرض المهني، الناتج عن عملية التصنيع المباشرة أو كمنتج ثانوي من بيئة صناعية أو مكتبية ، ^{[ 2 ] [ 21 ]} بالإضافة إلى التعرض العرضي، الناتج عن تلوث الهواء الخارجي وانبعاثات المنتجات الثانوية الأخرى. ^{[ 22 ]} ولتحديد كمية التعرض والمخاطر، تُجرى حاليًا دراسات حيوية ومخبرية على أنواع مختلفة من الجسيمات فائقة الدقة باستخدام نماذج حيوانية متنوعة، بما في ذلك الفئران والجرذان والأسماك. ^{[ 23 ]} تهدف هذه الدراسات إلى وضع السمات السمية اللازمة لتقييم المخاطر وإدارتها، ولصياغة اللوائح والتشريعات المحتملة. ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

يمكن ترشيح بعض أحجام الجسيمات فائقة الدقة من الهواء باستخدام مرشحات ULPA .

مع نمو صناعة تقنية النانو ، حظيت الجسيمات النانوية باهتمام متزايد من الجمهور والهيئات التنظيمية. ^{[ 27 ]} لا تزال أبحاث تقييم مخاطر الجسيمات فائقة الدقة في مراحلها الأولى. وتدور نقاشات مستمرة ^{[ 28 ]} حول ما إذا كان ينبغي تنظيم هذه الجسيمات وكيفية البحث في المخاطر الصحية التي قد تشكلها وإدارتها. ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]} وحتى 19 مارس/آذار 2008، لم تكن وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) تنظم انبعاثات الجسيمات فائقة الدقة. ^{[ 33 ]} إلا أنها تشترط الإبلاغ عن التصنيع المتعمد للجسيمات النانوية. ^{[ 34 ]} وفي عام 2008، وضعت وكالة حماية البيئة الأمريكية استراتيجية بحثية للمواد النانوية . ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]} كما يدور نقاش حول كيفية تنظيم الاتحاد الأوروبي للجسيمات فائقة الدقة. ^{[ 38 ]}

هناك خلاف سياسي بين الصين وكوريا الجنوبية بشأن الغبار فائق الدقة. تزعم كوريا الجنوبية أن حوالي 80% من هذا الغبار مصدره الصين، وأن على البلدين التعاون لخفض مستويات الغبار الناعم. في المقابل، تجادل الصين بأن حكومتها قد طبقت بالفعل سياستها البيئية، وأن جودة الهواء فيها قد تحسنت بأكثر من 40% منذ عام 2013. ومع ذلك، تفاقم تلوث الهواء في كوريا الجنوبية، مما أدى إلى تحول الخلاف بين البلدين إلى نزاع سياسي. ^{[ 39 ]} في مارس 2019، أفاد معهد سيول لأبحاث الصحة العامة والبيئة أن ما بين 50% و70% من الغبار الناعم مصدره الصين، وبالتالي تتحمل الصين مسؤولية تلوث الهواء في كوريا الجنوبية. وقد أثار هذا الخلاف جدلاً واسعاً بين المواطنين. ^{[ 40 ]} في يوليو/تموز 2014، اتفق الرئيس الصيني شي جين بينغ وحكومة كوريا الجنوبية على تفعيل مشروع التعاون الكوري الصيني، الذي يشمل تبادل بيانات رصد تلوث الهواء، وإجراء بحوث مشتركة حول نموذج التنبؤ بتلوث الهواء وتحديد مصادره، وتبادل الخبرات البشرية، وغيرها. ^{[ 41 ]} وعقب هذا الاتفاق، وقّعت الصين وكوريا الجنوبية في عام 2018 خطة التعاون البيئي الصينية الكورية لحل القضايا البيئية. وتعمل الأكاديمية الصينية لأبحاث الدراسات البيئية (CRAES) في بكين على إنشاء مبنى لمركز التعاون البيئي الصيني الكوري، يضم مبنى إداريًا ومختبريًا. وبناءً على هذا التعاون، أرسلت كوريا الجنوبية بالفعل 10 خبراء في مجال البيئة إلى الصين لإجراء البحوث، وسترسل الصين المزيد من الخبراء لإجراء بحوث طويلة الأجل. ومن خلال هذه العلاقات الثنائية، تسعى الصين وجمهورية كوريا إلى إيجاد حلول لتلوث الهواء في منطقة شمال شرق آسيا، وتعزيز الأمن الدولي.

• جسيمات الديزل
• المخاطر الصحية والسلامة للمواد النانوية
• حمى أبخرة المعادن
• تشكيل المعادن
• الجسيمات البلاستيكية الدقيقة
• الهياكل النانوية
• حرق النفايات في العراء
• أداة كهربائية
• تجديد
• اللحام
• حرائق الغابات
• السيليكا المدخنة

• علم، زرين بنت؛ محيي الدين، قاضي أ.ب.م. (2023). "التحليل المجهري للغبار والمواد المسببة له في مصنع أسمنت في بنغلاديش" . مجلة أبحاث الهباء الجوي وجودة الهواء . 23. doi : 10.4209/aaqr.220109 . S2CID 252980896 . 
• كومار، براشانت؛ بيرجولا، ليسا؛ كيتزل، ماتياس؛ هاريسون، روي م. (2013). "انبعاثات الجسيمات النانوية من 11 مصدرًا لعوادم غير المركبات - مراجعة" . بيئة الغلاف الجوي . 67. إلسيفير بي في: 252-277 . رمز Bibcode : 2013AtmEn..67..252K . doi : 10.1016/j.atmosenv.2012.11.011 . ISSN 1352-2310 . 

• الخريطة العالمية الحالية لتوزيع الجسيمات الدقيقة _PM1